第一章流體流動

流體靜力學(xué)密度不可壓縮(恒密度)流體和可壓縮性(變密度)流體壓力壓強(qiáng)常用單位p8-9真空度=－表壓靜力學(xué)基本方程U型壓差計(jì)測得的是修正壓強(qiáng)差或阻力損失和動能之和,水平管測的是壓強(qiáng)差ρ液體>ρ氣體第一章流體流動流體靜力學(xué)密度不可壓縮(恒密度)流流體動力學(xué)定態(tài)流動與非定態(tài)流動連續(xù)性方程

柏努利方程式g?Z+?u2/2+?p/ρ=We-∑hfg?Z+?u2/2+?p/ρ=0基準(zhǔn)、各項(xiàng)單位物理意義能量轉(zhuǎn)換？如何判斷流動方向流體動力學(xué)定態(tài)流動與非定態(tài)流動連續(xù)性方程柏努利方程式g?Z有效功率Ne=WeW=WeVρ軸功率

N=Ne/η流動阻力∑hf=hf+hf’流動阻力局部阻力直管阻力產(chǎn)生阻力的主要原因是粘性有效功率Ne=WeW=WeVρ流動阻力∑hf=hf+hf直管阻力粘性：牛頓粘性定律（層流時(shí)的牛頓型流體）液體：T↑→μ↓氣體：T↑→μ↑μ液體>μ氣體動力粘度μ

SI制：Pa·s運(yùn)動粘度：粘度μ與密度ρ的之比。單位：SI制m2/s直管阻力粘性：牛頓粘性定律（層流時(shí)的牛頓型流體）液體：T↑→光滑管:Re=3×103~1×105λ=0.3164/Re0.25

完全湍流區(qū)：λ=λ(ε/d)Re>4000湍流區(qū)：λ=φ(Re，ε/d)流動型態(tài)層流Re≤2000u=umax/2λ=64/Re速度分布u=u(1-r2/R2)層流公式均由理論推導(dǎo)光滑管:Re=3×103~1×105完全湍流區(qū)：λ=λ(ε/局部阻力ζ進(jìn)口

=0.5

ζ出口

=1

局部阻力ζ進(jìn)口=0.5ζ出口=1等徑管：

總阻力等徑管：總阻力變徑管：∑hf＝∑hf1＋∑hf2＋∑hf3＋….123∑hf1∑hf2∑hf3變徑管：∑hf＝∑hf1＋∑hf2＋∑hf3＋….123∑h流速與流量的測量測速管（皮托管）：測量點(diǎn)速度孔板流量計(jì)：恒截面、變壓差文丘里流量計(jì)：恒截面、變壓差；能量損失小，造價(jià)高轉(zhuǎn)子流量計(jì)：恒壓差、恒流速、變截面測壓孔正對水流方向pmB(動能和靜壓強(qiáng))，側(cè)壁小孔的測壓管pmA(靜壓強(qiáng))

流速與流量的測量測速管（皮托管）：測量點(diǎn)速度孔板流量計(jì)：恒截第二章流體輸送機(jī)械離心泵結(jié)構(gòu)泵殼作用氣縛現(xiàn)象：氣體的密度太小

性能參數(shù):流量/揚(yáng)程/有效功率/軸功率匯集由葉輪拋出的液體;動能→靜壓能)。靜壓能↑和動能↑分①閉式②半閉式③敞式葉輪作用第二章流體輸送機(jī)械離心泵結(jié)構(gòu)泵殼作用氣縛現(xiàn)象：氣體的密度Ne=WeW=WeVρg/g=ρgVH軸功率N=Ne/η=ρgVH/η泵的進(jìn)口處安＿＿＿，泵出口處安＿＿＿＿和＿＿＿，而在出口處，＿＿必須安在＿＿＿之前，在出口管路上還應(yīng)安裝測量＿＿的儀表。真空表壓力表出口閥門出口閥門壓力表流量Ne=WeW=WeVρg/g=ρgVH泵的進(jìn)口處安＿＿＿，泵2．離心泵的特性曲線p67轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，由實(shí)驗(yàn)測得H～V，Na～V，η～V，這三條曲線稱為特性曲線，由泵制造廠提供。供泵用戶使用。泵廠以20℃清水作為工質(zhì)做實(shí)驗(yàn)測定性能曲線。2．離心泵的特性曲線p67說明：①H~V曲線V，H

一般H=A－BV2

2.3、離心泵的性能曲線說明：①H~V曲線2.3、離心泵的性能曲線2.3、離心泵的性能曲線②Na~V曲線：

V，Na大流量大電機(jī)當(dāng)V=0，Na最小

關(guān)閉出口閥啟動泵，啟動電流最小2.3、離心泵的性能曲線②Na~V曲線：2.3、離心泵的性能曲線③~V曲線：V，max稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。銘牌:max對應(yīng)的性能參數(shù)2.3、離心泵的性能曲線③~V曲線：銘牌:max對應(yīng)的（1）流體的性質(zhì)：P72

密度：,(Na、Ne)

（H，V，）與無關(guān)；粘度：，（H，V，）;

Na

3．離心泵性能改變及換算Ne=ρgVH（1）流體的性質(zhì)：P72密度：,(Na、Ne)3．離心泵性能改變及換算（2）轉(zhuǎn)速——n20%以內(nèi)——比例定律P70（2-12）3．離心泵性能改變及換算（2）轉(zhuǎn)速——n20%以內(nèi)——(3)葉輪直徑——D-5%以內(nèi)3．離心泵性能改變及換算切割定律P71（2-14）——切割P71(3)葉輪直徑——D-5%以內(nèi)3．離心泵性能改變及換算切割離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)管路特性曲線He’=H0＋KV2

H0＝△Z+△p/ρgK＝8λ(l+∑le)/π2d5g離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)管路特性曲線He’=H0＋KV22）工作點(diǎn)M點(diǎn)： H=A－BV2

H=H0＋KV2HVHe’-VHe-VM工作點(diǎn)M：離心泵的性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。HMVMVM和HM2）工作點(diǎn)M點(diǎn)： H=A－BV2HVHe’-VHe-V3．離心泵的流量調(diào)節(jié)（1）改變出口閥開度---常用HVMVMM1VM1H1H關(guān)小出口閥--改變管路特性le→管特線變陡H，V工作點(diǎn)上移如何計(jì)算消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚(yáng)程值3．離心泵的流量調(diào)節(jié)（1）改變出口閥開度---常用HVMVMn↑→n1HMVMM1VM1n1n(2)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速--改變泵的特性H-V線上移M→M1點(diǎn),V↑n↑→n1HMVMM1VM1n1n(2)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速--改變(3)車削葉輪直徑--改變泵的特性3．離心泵的流量調(diào)節(jié)HMVMM1VM1D1DD↓→D1

H-V線下移M→M1點(diǎn)，V↓(3)車削葉輪直徑--改變泵的特性3．離心泵的流量調(diào)節(jié)HM2、離心泵的組合操作

1）泵的串聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則：流量相同，揚(yáng)程相加2、離心泵的組合操作1）泵的串聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則H串＞H單HMV單M1V串VH串HM串聯(lián)泵的揚(yáng)程是單泵特性曲線上的揚(yáng)程的兩倍bV串＞V單單泵在b點(diǎn)工作H串＞H單HMV單M1V串VH串HM串聯(lián)泵的揚(yáng)程是單泵特性曲2、離心泵的組合操作2)．泵的并聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則：揚(yáng)程相同，流量相加2、離心泵的組合操作2)．泵的并聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則V并＞V單單泵在b點(diǎn)工作HMV單M1VH并＞H單V并H并b并聯(lián)泵的流量是單泵特性曲線上流量的兩倍V并＞V單單泵在b點(diǎn)工作HMV單M1VH并＞H單V并H并b并單顆粒與顆粒群的幾何特性定義p941、球形：

體積：V=πdp3/6m3

表面積：S=πdp2m2

比表面積：a=S/V=6/dp1/mdp第三章非均相分離單顆粒與顆粒群的幾何特性定義p94dp第三章非均相分離

2、非球形參量：等體積當(dāng)量直徑de,vp95

de,v=(6V/π)1/3

形狀系數(shù)（球形度）ψp95ψ=πd2e,v/S2、非球形參量：形狀系數(shù)（球形度）ψp3、床層特性1）固定床層：有眾多固體顆粒堆積而成的靜止的顆粒層。固定床3、床層特性固定床二、顆粒群2）床層的空隙率εp98ε＝空隙體積/床層體積

=(床層體積-顆粒所占的體積)/床層體積

二、顆粒群2）床層的空隙率εp98二、顆粒群顆粒比表面積a：單位體積顆粒具有的表面積1m3床層aB＝（1－ε）a床層的比表面p98床層比表面積aB：單位體積床層具有的顆粒的表面積aB=顆粒表面積/床層體積a=顆粒表面積/顆粒體積二、顆粒群顆粒比表面積a：單位體積顆粒具有的表面積床層的比表過濾濾餅過濾（餅層過濾）：特點(diǎn)不可壓縮濾餅：s＝0可壓縮濾餅深層過濾（深床過濾）：特點(diǎn)過濾循環(huán)包括過濾，洗滌，卸料三個(gè)階段。在過濾的大部分時(shí)間中，濾餅起到了主要過濾介質(zhì)的作用過濾濾餅過濾（餅層過濾）：特點(diǎn)不可壓縮濾餅：s＝0深層過濾（物料衡算p99

設(shè)過濾面積Am2，濾液Vm3，濾餅厚度Lm，濾餅空隙率ε

懸浮液:濾液V（V+LA）濾餅LA：液體LAε

固體LA(1-ε)Φ＝LA(1-ε)ρp/(V+LAε)kg/m3清液物料衡算p99設(shè)過濾面積Am2，濾液Vm3，濾餅厚度Lm，過濾基本方程式爬流時(shí)，數(shù)學(xué)模型法得柯士尼方程∴u＝dq/dτ=(?pm)1-s/μr0Φ(q+qe)令過濾常數(shù)K=2(?pm)1-s/μr0Φ=2k(?pm)1-s∴

過濾基本方程式不可壓縮濾餅S=0過濾基本方程式爬流時(shí)，數(shù)學(xué)模型法得柯士尼方程不可壓縮濾餅S=過濾速率濾布介質(zhì)阻力可以忽略基本的過濾操作有恒壓過濾和恒速過濾兩種。過濾速率濾布介質(zhì)阻力可以忽略基本的過濾操作有恒壓過濾和恒速過q2+2qqe=Kτ

(q+qe)2=K(τ+τe)q2=Kτ（qe=0，τe=0）V2=KA2τV-τ曲線（拋物線）恒壓過濾q2+2qqe=Kτ恒壓過濾洗滌速率(dV/dτ)W：(dV/dτ)W=const.(dq/dτ)W=const.若洗滌液用量VW，洗滌所需時(shí)間τW

τW=qW/(dq/dτ)W

與過濾設(shè)備有關(guān)洗滌速率(dV/dτ)W：若洗滌液用量VW，與過濾設(shè)備有關(guān)恒速過濾dq/dτ=q/τ=K/2(q+qe)=const.∴q2+qqe=(K/2)τq2=(K/2)τ濾布介質(zhì)阻力可以忽略恒速過濾dq/dτ=q/τ=K/2(q+qe)=const種類：間歇:如葉濾機(jī)、板框壓濾機(jī)連續(xù):如回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)3.3.6過濾設(shè)備種類：3.3.6過濾設(shè)備葉濾機(jī)：過濾面積＝洗滌面積＝2×葉片側(cè)面積×葉片數(shù)過濾終了時(shí)濾餅厚度＝洗滌濾餅厚度(dV/dτ)W＝(dV/dτ)E葉濾機(jī)：過濾終了時(shí)濾餅厚度＝洗滌濾餅厚度二、板框壓濾機(jī)p102結(jié)構(gòu):板，框交替排列，板2種，框1種一個(gè)濾框提供2個(gè)過濾面積過濾面積=2×框面積×框數(shù)濾餅充滿框時(shí)：V濾餅＝框面積×框厚度×框數(shù)(dV/dτ)W＝(dV/dτ)E/4二、板框壓濾機(jī)p102結(jié)構(gòu):板，框交替排列，板2種，框1種一過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

生產(chǎn)能力：單位時(shí)間獲得的濾液量間歇過濾機(jī)：G=3600VF/τ=3600VF/(τF+τW+τR)m3/hVF：總共獲得的濾液量，m3/s過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

生產(chǎn)能力：單位時(shí)間獲得的濾液量G=360n↑，G↑但n過大，濾餅太薄不能卸除二、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力p112n↑，G↑但n過大，濾餅太薄不能卸除二、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力沉降重力沉降：作用力重力

離心沉降：作用力離心力沉降速度ut,又稱終端速度,加速階段終了時(shí)顆粒相對于流體的速度。降塵室生產(chǎn)能力V≤Aut=LBut即處理能力與設(shè)備的底面積有關(guān)，與高度無關(guān)沉降重力沉降：作用力重力

離心沉降：作用力離心力沉降速度ut三、旋風(fēng)分離器外旋流：下螺旋運(yùn)動內(nèi)旋流：上螺旋運(yùn)動主要除塵區(qū)：外旋流上部動畫三、旋風(fēng)分離器外旋流：下螺旋運(yùn)動動畫原理臨界粒徑：被旋風(fēng)分離器完全去除的最小顆粒的粒徑P1223-52分離效率總效率η0=(c1-c2)/c1粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1iP1223-533-54原理臨界粒徑：被旋風(fēng)分離器完全去除的最小顆粒的粒徑P122總分離效率η=(c1-c2)/c1c1進(jìn)口氣體含塵濃度，g/m3c2出口氣體含塵濃度，g/m3η的大小是旋風(fēng)分離器數(shù)分離性能的另一指標(biāo)。缺點(diǎn)是不能反映旋風(fēng)筒對各尺寸粒子的不同分離效果。3、分離效率p1223-53總分離效率η=(c1-c2)/c13、分離效率p1223粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1ic1i進(jìn)口氣體顆粒在第i段內(nèi)的濃度，g/m3c2i出口氣體顆粒在第i段內(nèi)的濃度，g/m33、分離效率p122η＝∑xiηpiXi:第i段內(nèi)顆粒占總顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3-54粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1i3、分離效率p第四章傳熱熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）基本方式只存在密實(shí)的固體中不能在真空中進(jìn)行對流：自然對流/強(qiáng)制對流熱輻射：不能在真空中進(jìn)行能在真空中進(jìn)行第四章傳熱熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）基本方式只存在密實(shí)的固體中不能在穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱

等溫面：在同一時(shí)刻，溫度場中所有溫度相同的點(diǎn)組成的面。

不同溫度的等溫面不相交，因?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)不可能具有兩個(gè)不同的溫度傳熱速率Q：熱流量，單位時(shí)間內(nèi)通過傳熱面的熱量，單位J/s或W。熱流密度q：熱通量，單位時(shí)間內(nèi)通過單位傳熱面積的熱量，單位J/(s.m2)或W/m2。穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱等溫面：在同一時(shí)刻，溫度場中所有溫度相同4.2.2傅立葉定律

熱通量，J/(s.m2)或W/m2t/n:溫度梯度，℃/m或K/m

:導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)傳熱方向與溫度梯度方向相反4.2.2傅立葉定律熱通量，J/(s.m2)或W/m4.2.3導(dǎo)熱系數(shù)各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)

金屬固體

>非金屬固體

>液體

>氣體

λ可取平均溫度下的數(shù)值，視作常數(shù)4.2.3導(dǎo)熱系數(shù)各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)λ可取平均溫度下的數(shù)值多層平壁熱傳導(dǎo)溫差越大,熱阻越大,λ越小多層平壁熱傳導(dǎo)溫差越大,熱阻越大,λ越小一、給熱過程p142給熱：熱傳導(dǎo)+對流二、對流給熱的分類無相變：自然對流：強(qiáng)制對流：管內(nèi)管外4.3.2對流給熱概述

有相變：蒸汽冷凝液體沸騰一、給熱過程p1424.3.2對流給熱概述

有相變：蒸湍流層對流層流底層傳導(dǎo)溫度梯度最大湍流層對流層流底層傳導(dǎo)溫度梯度最大Q=α0A0(T-Tw)=αiAi(tw-t)

牛頓冷卻定律

對流

傳導(dǎo)

傳導(dǎo)

傳導(dǎo)

對流QQ=α0A0(T-Tw)牛頓冷卻定律對流傳導(dǎo)傳導(dǎo)對流傳熱系數(shù)α強(qiáng)制>α自然α液體>α氣體α湍流>α層流

α直列<α錯(cuò)列相變>無相變α滴狀>α膜狀影響對流給熱系數(shù)的主要因素有流體的種類與相態(tài)變化情況，流體的性質(zhì)，流體的流動狀況，流體的對流狀況，傳熱面的形狀、位置和大小對流傳熱系數(shù)α強(qiáng)制>α自然α液體>α氣體α湍流>α層流α（1）圓形直管強(qiáng)制對流1）低粘度（μ<2μ水）①Re>10000，充分湍流②0.7<Pr<120③μ<2μ水④L/di≥50管內(nèi)強(qiáng)制對流給熱（1）圓形直管強(qiáng)制對流管內(nèi)強(qiáng)制對流給熱α=A(T)u0.8/d0.2Nu=0.023Re0.8Prn定性溫度定性尺寸特征速度無相變強(qiáng)制對流系數(shù)α來自因次分析法（半理論、半經(jīng)驗(yàn)方法）d增加α如何變？α=A(T)u0.8/d0.2Nu=0.023Re0.8Pr3)換熱器的管間流動p181圖折流擋板:目的提高殼程α值

Re>100時(shí)就可能達(dá)到湍流，提高對流傳熱系數(shù),但是流動阻力增大。3)換熱器的管間流動p181圖1．膜狀冷凝：當(dāng)冷凝液能潤濕壁面時(shí)，則在壁面上形成一層完整的液膜。二、蒸汽冷凝方式p155

滴狀冷凝：當(dāng)冷凝液不能潤濕壁面1．膜狀冷凝：當(dāng)冷凝液能潤濕壁面時(shí)，則在壁面上形成一層完整的四、影響冷凝給熱的因素及強(qiáng)化措施

影響冷凝給熱的因素：

蒸汽蒸汽流速和流向物性同向：加速，α增大反向：減速，α減小四、影響冷凝給熱的因素及強(qiáng)化措施

影響冷凝給熱的因素：蒸汽蒸不凝性氣體不凝性氣體熱阻↑

→α↓潛熱不凝性氣體不凝性氣體熱阻↑→α↓潛熱傳熱過程的計(jì)算類型：設(shè)計(jì)型：Q→A

操作型：A→核算指標(biāo)（多為溫度）計(jì)算基礎(chǔ)：能量衡算總傳熱速率方程傳熱過程的計(jì)算類型：設(shè)計(jì)型：Q→A穩(wěn)態(tài)傳熱，熱損失不計(jì)熱流體放出熱量＝冷流體吸收熱量顯熱：=Whcph(T1-T2)=WCcpC(t2-t1)能量衡算p169潛熱：T2＝TsWhr=WCcpC(t2-t1)Q＝Wcp?t

穩(wěn)態(tài)傳熱，熱損失不計(jì)能量衡算p169潛熱：T2＝TsQ＝W?tm=(?t2-?t1)/ln(?t2/?t1)總傳熱速率方程Q=KiAi?tm=K0A0?tm

Ai=nπdiLA0=nπd0L?tm=(?t2-?t1)/ln(?t2/?t1)總傳熱速逆流流體流向p174t2t1T1T2逆流流體流向p174t2t1T1T2流體流向p174并流t2t1T1T2流體流向p174并流t2t1T1T2流體流向p174錯(cuò)流t2t1T1T2流體流向p174錯(cuò)流t2t1T1T2流體流向p174折流多管程設(shè)計(jì)目的：提高管程α值

流體流向p174折流多管程設(shè)計(jì)目的：提高管程α值t2t1T1T2

t2At1T2T1逆流T1=90C

T2=70C

t2=60C

t1=20C

?t1＝30C

?t2＝50C

?tm＝39.2C

若?t1=?t2，則?tm=?t1=?t2t2t1T1T2t2At1T2T1逆流T1=90CT

t2At1T2T1并流t2t1T1T2T1=90C

T2=70C

t1=20C

t2=60C

?t1＝70C

?tm＝30.8C

t2At1T2T1并流t2t1T1T2T1=90CT若一側(cè)有相變：?tm并流＝?tm逆流并流T1=120C

T2=120Ct1=20C

t2=80C

?t2＝40C

?tm＝65.5C

?t1＝100C

逆流T1=120CT2=120C

t2=80Ct1=20C?t1＝40C

?t2＝100C

?tm＝65.5C

若一側(cè)有相變：并流T1=120CT2=120Ct2、錯(cuò)流或折流的平均溫度差Q=KA?tm逆流4.5.3對數(shù)平均溫差φ?tφ?t：溫度校正系數(shù)φ?t＝f(P,R)p1734.5.3對數(shù)平均溫差φ?tφ?t：溫度校正系數(shù)1/K0=1/α0+bd0/(λdm)+d0/(αidi)1/Ki=di/(α0d0)+bdi/(λdm)+1/αi1/K0,1/Ki:間壁兩側(cè)流體間傳熱的總熱阻=1/總傳熱系數(shù)1/α0,di/(α0d0):管外熱阻bd0/(λdm),dib/(λdm):導(dǎo)熱熱阻d0/(αidi),1/αi:管內(nèi)熱阻1/K0=1/α0+bd0/(λdm)+d0/(αidi)若薄壁管及垢阻忽略

：di≈d0則1/K0=1/α0+b/λ+1/αiP1707-43(b)1/Ki=1/α0+b/λ+1/αiP1707-43(b)1/Ki=1/α0+b/λ+177若管壁熱阻及垢阻忽略

則1/K0=1/α0+d0/αidi薄壁且管壁熱阻及垢阻忽略

1/Ki=1/α0+1/αi1/K0=1/α0+1/αi1/Ki=di/α0d0+1/αiP170若管壁熱阻及垢阻忽略薄壁且管壁熱阻及垢阻忽略1/Ki=1關(guān)鍵熱阻：K接近給熱系數(shù)小的一側(cè)流體的給熱系數(shù)壁溫必接近于熱阻較小或給熱系數(shù)較大的流體溫度如α0>>

αi則αi

↑→關(guān)鍵熱阻↓→總傳熱系數(shù)↑→強(qiáng)化傳熱如α0<<αi則α0

↑→關(guān)鍵熱阻↓→總傳熱系數(shù)↑→強(qiáng)化傳熱關(guān)鍵熱阻：K接近給熱系數(shù)小的一側(cè)流體的給熱系數(shù)壁溫必接近于熱一、增大tm：采用逆流傳熱過程的強(qiáng)化二、增大A：不增加V

蒸汽壓力下降,tm減小一、增大tm：采用逆流傳熱過程的強(qiáng)化二、增大A：不增加V三、增大K用大的物體清洗換熱器減小污垢熱阻,提高K值清潔流體走殼程排出蒸汽側(cè)不凝氣,增加a,增加K值冷凝水排除器保持通暢,排除積水現(xiàn)象,增加K值三、增大K用大的物體

方法：增大管程流速，可單管程變雙管程例如：蒸汽加熱氣體，提高較小一側(cè)（即氣體側(cè)

）有效關(guān)?。簻p小起決定作用的分熱阻方法：增大管程流速，可單管程變雙管程例如：蒸汽加熱氣體，提確定冷熱流體通道時(shí)，一般蒸汽走管外；易結(jié)垢的流體走管內(nèi)；有腐蝕性流體走管內(nèi)；流量小的流體走管內(nèi)。確定冷熱流體通道時(shí)，一般蒸汽走管外；易結(jié)垢的流體走管內(nèi)；有腐第一章流體流動

流體靜力學(xué)密度不可壓縮(恒密度)流體和可壓縮性(變密度)流體壓力壓強(qiáng)常用單位p8-9真空度=－表壓靜力學(xué)基本方程U型壓差計(jì)測得的是修正壓強(qiáng)差或阻力損失和動能之和,水平管測的是壓強(qiáng)差ρ液體>ρ氣體第一章流體流動流體靜力學(xué)密度不可壓縮(恒密度)流流體動力學(xué)定態(tài)流動與非定態(tài)流動連續(xù)性方程

柏努利方程式g?Z+?u2/2+?p/ρ=We-∑hfg?Z+?u2/2+?p/ρ=0基準(zhǔn)、各項(xiàng)單位物理意義能量轉(zhuǎn)換？如何判斷流動方向流體動力學(xué)定態(tài)流動與非定態(tài)流動連續(xù)性方程柏努利方程式g?Z有效功率Ne=WeW=WeVρ軸功率

N=Ne/η流動阻力∑hf=hf+hf’流動阻力局部阻力直管阻力產(chǎn)生阻力的主要原因是粘性有效功率Ne=WeW=WeVρ流動阻力∑hf=hf+hf直管阻力粘性：牛頓粘性定律（層流時(shí)的牛頓型流體）液體：T↑→μ↓氣體：T↑→μ↑μ液體>μ氣體動力粘度μ

SI制：Pa·s運(yùn)動粘度：粘度μ與密度ρ的之比。單位：SI制m2/s直管阻力粘性：牛頓粘性定律（層流時(shí)的牛頓型流體）液體：T↑→光滑管:Re=3×103~1×105λ=0.3164/Re0.25

完全湍流區(qū)：λ=λ(ε/d)Re>4000湍流區(qū)：λ=φ(Re，ε/d)流動型態(tài)層流Re≤2000u=umax/2λ=64/Re速度分布u=u(1-r2/R2)層流公式均由理論推導(dǎo)光滑管:Re=3×103~1×105完全湍流區(qū)：λ=λ(ε/局部阻力ζ進(jìn)口

=0.5

ζ出口

=1

局部阻力ζ進(jìn)口=0.5ζ出口=1等徑管：

總阻力等徑管：總阻力變徑管：∑hf＝∑hf1＋∑hf2＋∑hf3＋….123∑hf1∑hf2∑hf3變徑管：∑hf＝∑hf1＋∑hf2＋∑hf3＋….123∑h流速與流量的測量測速管（皮托管）：測量點(diǎn)速度孔板流量計(jì)：恒截面、變壓差文丘里流量計(jì)：恒截面、變壓差；能量損失小，造價(jià)高轉(zhuǎn)子流量計(jì)：恒壓差、恒流速、變截面測壓孔正對水流方向pmB(動能和靜壓強(qiáng))，側(cè)壁小孔的測壓管pmA(靜壓強(qiáng))

流速與流量的測量測速管（皮托管）：測量點(diǎn)速度孔板流量計(jì)：恒截第二章流體輸送機(jī)械離心泵結(jié)構(gòu)泵殼作用氣縛現(xiàn)象：氣體的密度太小

性能參數(shù):流量/揚(yáng)程/有效功率/軸功率匯集由葉輪拋出的液體;動能→靜壓能)。靜壓能↑和動能↑分①閉式②半閉式③敞式葉輪作用第二章流體輸送機(jī)械離心泵結(jié)構(gòu)泵殼作用氣縛現(xiàn)象：氣體的密度Ne=WeW=WeVρg/g=ρgVH軸功率N=Ne/η=ρgVH/η泵的進(jìn)口處安＿＿＿，泵出口處安＿＿＿＿和＿＿＿，而在出口處，＿＿必須安在＿＿＿之前，在出口管路上還應(yīng)安裝測量＿＿的儀表。真空表壓力表出口閥門出口閥門壓力表流量Ne=WeW=WeVρg/g=ρgVH泵的進(jìn)口處安＿＿＿，泵2．離心泵的特性曲線p67轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，由實(shí)驗(yàn)測得H～V，Na～V，η～V，這三條曲線稱為特性曲線，由泵制造廠提供。供泵用戶使用。泵廠以20℃清水作為工質(zhì)做實(shí)驗(yàn)測定性能曲線。2．離心泵的特性曲線p67說明：①H~V曲線V，H

一般H=A－BV2

2.3、離心泵的性能曲線說明：①H~V曲線2.3、離心泵的性能曲線2.3、離心泵的性能曲線②Na~V曲線：

V，Na大流量大電機(jī)當(dāng)V=0，Na最小

關(guān)閉出口閥啟動泵，啟動電流最小2.3、離心泵的性能曲線②Na~V曲線：2.3、離心泵的性能曲線③~V曲線：V，max稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。銘牌:max對應(yīng)的性能參數(shù)2.3、離心泵的性能曲線③~V曲線：銘牌:max對應(yīng)的（1）流體的性質(zhì)：P72

密度：,(Na、Ne)

（H，V，）與無關(guān)；粘度：，（H，V，）;

Na

3．離心泵性能改變及換算Ne=ρgVH（1）流體的性質(zhì)：P72密度：,(Na、Ne)3．離心泵性能改變及換算（2）轉(zhuǎn)速——n20%以內(nèi)——比例定律P70（2-12）3．離心泵性能改變及換算（2）轉(zhuǎn)速——n20%以內(nèi)——(3)葉輪直徑——D-5%以內(nèi)3．離心泵性能改變及換算切割定律P71（2-14）——切割P71(3)葉輪直徑——D-5%以內(nèi)3．離心泵性能改變及換算切割離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)管路特性曲線He’=H0＋KV2

H0＝△Z+△p/ρgK＝8λ(l+∑le)/π2d5g離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)管路特性曲線He’=H0＋KV22）工作點(diǎn)M點(diǎn)： H=A－BV2

H=H0＋KV2HVHe’-VHe-VM工作點(diǎn)M：離心泵的性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。HMVMVM和HM2）工作點(diǎn)M點(diǎn)： H=A－BV2HVHe’-VHe-V3．離心泵的流量調(diào)節(jié)（1）改變出口閥開度---常用HVMVMM1VM1H1H關(guān)小出口閥--改變管路特性le→管特線變陡H，V工作點(diǎn)上移如何計(jì)算消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚(yáng)程值3．離心泵的流量調(diào)節(jié)（1）改變出口閥開度---常用HVMVMn↑→n1HMVMM1VM1n1n(2)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速--改變泵的特性H-V線上移M→M1點(diǎn),V↑n↑→n1HMVMM1VM1n1n(2)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速--改變(3)車削葉輪直徑--改變泵的特性3．離心泵的流量調(diào)節(jié)HMVMM1VM1D1DD↓→D1

H-V線下移M→M1點(diǎn)，V↓(3)車削葉輪直徑--改變泵的特性3．離心泵的流量調(diào)節(jié)HM2、離心泵的組合操作

1）泵的串聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則：流量相同，揚(yáng)程相加2、離心泵的組合操作1）泵的串聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則H串＞H單HMV單M1V串VH串HM串聯(lián)泵的揚(yáng)程是單泵特性曲線上的揚(yáng)程的兩倍bV串＞V單單泵在b點(diǎn)工作H串＞H單HMV單M1V串VH串HM串聯(lián)泵的揚(yáng)程是單泵特性曲2、離心泵的組合操作2)．泵的并聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則：揚(yáng)程相同，流量相加2、離心泵的組合操作2)．泵的并聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則V并＞V單單泵在b點(diǎn)工作HMV單M1VH并＞H單V并H并b并聯(lián)泵的流量是單泵特性曲線上流量的兩倍V并＞V單單泵在b點(diǎn)工作HMV單M1VH并＞H單V并H并b并單顆粒與顆粒群的幾何特性定義p941、球形：

體積：V=πdp3/6m3

表面積：S=πdp2m2

比表面積：a=S/V=6/dp1/mdp第三章非均相分離單顆粒與顆粒群的幾何特性定義p94dp第三章非均相分離

2、非球形參量：等體積當(dāng)量直徑de,vp95

de,v=(6V/π)1/3

形狀系數(shù)（球形度）ψp95ψ=πd2e,v/S2、非球形參量：形狀系數(shù)（球形度）ψp3、床層特性1）固定床層：有眾多固體顆粒堆積而成的靜止的顆粒層。固定床3、床層特性固定床二、顆粒群2）床層的空隙率εp98ε＝空隙體積/床層體積

=(床層體積-顆粒所占的體積)/床層體積

二、顆粒群2）床層的空隙率εp98二、顆粒群顆粒比表面積a：單位體積顆粒具有的表面積1m3床層aB＝（1－ε）a床層的比表面p98床層比表面積aB：單位體積床層具有的顆粒的表面積aB=顆粒表面積/床層體積a=顆粒表面積/顆粒體積二、顆粒群顆粒比表面積a：單位體積顆粒具有的表面積床層的比表過濾濾餅過濾（餅層過濾）：特點(diǎn)不可壓縮濾餅：s＝0可壓縮濾餅深層過濾（深床過濾）：特點(diǎn)過濾循環(huán)包括過濾，洗滌，卸料三個(gè)階段。在過濾的大部分時(shí)間中，濾餅起到了主要過濾介質(zhì)的作用過濾濾餅過濾（餅層過濾）：特點(diǎn)不可壓縮濾餅：s＝0深層過濾（物料衡算p99

設(shè)過濾面積Am2，濾液Vm3，濾餅厚度Lm，濾餅空隙率ε

懸浮液:濾液V（V+LA）濾餅LA：液體LAε

固體LA(1-ε)Φ＝LA(1-ε)ρp/(V+LAε)kg/m3清液物料衡算p99設(shè)過濾面積Am2，濾液Vm3，濾餅厚度Lm，過濾基本方程式爬流時(shí)，數(shù)學(xué)模型法得柯士尼方程∴u＝dq/dτ=(?pm)1-s/μr0Φ(q+qe)令過濾常數(shù)K=2(?pm)1-s/μr0Φ=2k(?pm)1-s∴

過濾基本方程式不可壓縮濾餅S=0過濾基本方程式爬流時(shí)，數(shù)學(xué)模型法得柯士尼方程不可壓縮濾餅S=過濾速率濾布介質(zhì)阻力可以忽略基本的過濾操作有恒壓過濾和恒速過濾兩種。過濾速率濾布介質(zhì)阻力可以忽略基本的過濾操作有恒壓過濾和恒速過q2+2qqe=Kτ

(q+qe)2=K(τ+τe)q2=Kτ（qe=0，τe=0）V2=KA2τV-τ曲線（拋物線）恒壓過濾q2+2qqe=Kτ恒壓過濾洗滌速率(dV/dτ)W：(dV/dτ)W=const.(dq/dτ)W=const.若洗滌液用量VW，洗滌所需時(shí)間τW

τW=qW/(dq/dτ)W

與過濾設(shè)備有關(guān)洗滌速率(dV/dτ)W：若洗滌液用量VW，與過濾設(shè)備有關(guān)恒速過濾dq/dτ=q/τ=K/2(q+qe)=const.∴q2+qqe=(K/2)τq2=(K/2)τ濾布介質(zhì)阻力可以忽略恒速過濾dq/dτ=q/τ=K/2(q+qe)=const種類：間歇:如葉濾機(jī)、板框壓濾機(jī)連續(xù):如回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)3.3.6過濾設(shè)備種類：3.3.6過濾設(shè)備葉濾機(jī)：過濾面積＝洗滌面積＝2×葉片側(cè)面積×葉片數(shù)過濾終了時(shí)濾餅厚度＝洗滌濾餅厚度(dV/dτ)W＝(dV/dτ)E葉濾機(jī)：過濾終了時(shí)濾餅厚度＝洗滌濾餅厚度二、板框壓濾機(jī)p102結(jié)構(gòu):板，框交替排列，板2種，框1種一個(gè)濾框提供2個(gè)過濾面積過濾面積=2×框面積×框數(shù)濾餅充滿框時(shí)：V濾餅＝框面積×框厚度×框數(shù)(dV/dτ)W＝(dV/dτ)E/4二、板框壓濾機(jī)p102結(jié)構(gòu):板，框交替排列，板2種，框1種一過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

生產(chǎn)能力：單位時(shí)間獲得的濾液量間歇過濾機(jī)：G=3600VF/τ=3600VF/(τF+τW+τR)m3/hVF：總共獲得的濾液量，m3/s過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

生產(chǎn)能力：單位時(shí)間獲得的濾液量G=360n↑，G↑但n過大，濾餅太薄不能卸除二、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力p112n↑，G↑但n過大，濾餅太薄不能卸除二、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力沉降重力沉降：作用力重力

離心沉降：作用力離心力沉降速度ut,又稱終端速度,加速階段終了時(shí)顆粒相對于流體的速度。降塵室生產(chǎn)能力V≤Aut=LBut即處理能力與設(shè)備的底面積有關(guān)，與高度無關(guān)沉降重力沉降：作用力重力

離心沉降：作用力離心力沉降速度ut三、旋風(fēng)分離器外旋流：下螺旋運(yùn)動內(nèi)旋流：上螺旋運(yùn)動主要除塵區(qū)：外旋流上部動畫三、旋風(fēng)分離器外旋流：下螺旋運(yùn)動動畫原理臨界粒徑：被旋風(fēng)分離器完全去除的最小顆粒的粒徑P1223-52分離效率總效率η0=(c1-c2)/c1粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1iP1223-533-54原理臨界粒徑：被旋風(fēng)分離器完全去除的最小顆粒的粒徑P122總分離效率η=(c1-c2)/c1c1進(jìn)口氣體含塵濃度，g/m3c2出口氣體含塵濃度，g/m3η的大小是旋風(fēng)分離器數(shù)分離性能的另一指標(biāo)。缺點(diǎn)是不能反映旋風(fēng)筒對各尺寸粒子的不同分離效果。3、分離效率p1223-53總分離效率η=(c1-c2)/c13、分離效率p1223粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1ic1i進(jìn)口氣體顆粒在第i段內(nèi)的濃度，g/m3c2i出口氣體顆粒在第i段內(nèi)的濃度，g/m33、分離效率p122η＝∑xiηpiXi:第i段內(nèi)顆粒占總顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3-54粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1i3、分離效率p第四章傳熱熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）基本方式只存在密實(shí)的固體中不能在真空中進(jìn)行對流：自然對流/強(qiáng)制對流熱輻射：不能在真空中進(jìn)行能在真空中進(jìn)行第四章傳熱熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）基本方式只存在密實(shí)的固體中不能在穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱

等溫面：在同一時(shí)刻，溫度場中所有溫度相同的點(diǎn)組成的面。

不同溫度的等溫面不相交，因?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)不可能具有兩個(gè)不同的溫度傳熱速率Q：熱流量，單位時(shí)間內(nèi)通過傳熱面的熱量，單位J/s或W。熱流密度q：熱通量，單位時(shí)間內(nèi)通過單位傳熱面積的熱量，單位J/(s.m2)或W/m2。穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱等溫面：在同一時(shí)刻，溫度場中所有溫度相同4.2.2傅立葉定律

熱通量，J/(s.m2)或W/m2t/n:溫度梯度，℃/m或K/m

:導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)傳熱方向與溫度梯度方向相反4.2.2傅立葉定律熱通量，J/(s.m2)或W/m4.2.3導(dǎo)熱系數(shù)各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)

金屬固體

>非金屬固體

>液體

>氣體

λ可取平均溫度下的數(shù)值，視作常數(shù)4.2.3導(dǎo)熱系數(shù)各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)λ可取平均溫度下的數(shù)值多層平壁熱傳導(dǎo)溫差越大,熱阻越大,λ越小多層平壁熱傳導(dǎo)溫差越大,熱阻越大,λ越小一、給熱過程p142給熱：熱傳導(dǎo)+對流二、對流給熱的分類無相變：自然對流：強(qiáng)制對流：管內(nèi)管外4.3.2對流給熱概述

有相變：蒸汽冷凝液體沸騰一、給熱過程p1424.3.2對流給熱概述

有相變：蒸湍流層對流層流底層傳導(dǎo)溫度梯度最大湍流層對流層流底層傳導(dǎo)溫度梯度最大Q=α0A0(T-Tw)=αiAi(tw-t)

牛頓冷卻定律

對流

傳導(dǎo)

傳導(dǎo)

傳導(dǎo)

對流QQ=α0A0(T-Tw)牛頓冷卻定律對流傳導(dǎo)傳導(dǎo)對流傳熱系數(shù)α強(qiáng)制>α自然α液體>α氣體α湍流>α層流

α直列<α錯(cuò)列相變>無相變α滴狀>α膜狀影響對流給熱系數(shù)的主要因素有流體的種類與相態(tài)變化情況，流體的性質(zhì)，流體的流動狀況，流體的對流狀況，傳熱面的形狀、位置和大小對流傳熱系數(shù)α強(qiáng)制>α自然α液體>α氣體α湍流>α層流α（1）圓形直管強(qiáng)制對流1）低粘度（μ<2μ水）①Re>10000，充分湍流②0.7<Pr<120③μ<2μ水④L/di≥50管內(nèi)強(qiáng)制對流給熱（1）圓形直管強(qiáng)制對流管內(nèi)強(qiáng)制對流給熱α=A(T)u0.8/d0.2Nu=0.023Re0.8Prn定性溫度定性尺寸特征速度無相變強(qiáng)制對流系數(shù)α來自因次分析法（半理論、半經(jīng)驗(yàn)方法）d增加α如何變？α=A(T)u0.8/d0.2Nu=0.023Re0.8Pr3)換熱器的管間流動p181圖折流擋板:目的提高殼程α值

Re>100時(shí)就可能達(dá)到湍流，提高對流傳熱系數(shù),但是流動阻力增大。3)換熱器的管間流動p181圖1．膜狀冷凝：當(dāng)冷凝液能潤濕壁面時(shí)，則在壁面上形成一層完整的液膜。二、蒸汽冷凝方式p155

滴狀冷凝：當(dāng)冷凝液不能潤濕壁面1．膜狀冷凝：當(dāng)冷凝液能潤濕壁面時(shí)，則在壁面上形成一層完整的四、影響冷凝給熱的因素及強(qiáng)化措施

影響冷凝給熱的因素：

蒸汽蒸汽流速和流向物性同向：加速，α增大反向：減速，α減小四、影響冷凝給熱的因素及強(qiáng)化措施

影響冷凝給熱的因素：蒸汽蒸不凝性氣體不凝性氣體熱阻↑

→α↓潛熱不凝性氣體不凝性氣體熱阻↑→α↓潛熱傳熱過程的計(jì)算類型：設(shè)計(jì)型：Q→A

操作型：A→核算指標(biāo)（多為溫度）計(jì)算基礎(chǔ)：能量衡算總傳熱速率方程傳熱過程的計(jì)算類型：設(shè)計(jì)型：Q→A穩(wěn)態(tài)傳熱，熱損失不計(jì)熱流體放出熱量＝冷流體吸收熱量顯熱：=Whcph(T1-T2)=WCcpC(t2-t1)能量衡算p169潛熱：T2＝TsWhr=WCcpC(t2-t1)Q＝Wcp?t

穩(wěn)態(tài)傳熱，熱損失不計(jì)能量衡算p169潛熱：T2＝TsQ＝W?tm=(?t2-?t1)/ln(?t2/?t1)總傳熱速率方程Q=KiAi?tm=K0A0?tm

Ai=nπdiLA0=nπd0L?tm=(?t2-?t1)/ln(?t2/?t1)總傳熱速逆流流體流向p174t2t1T1T2